体外心肺复苏(extracroporeal cardiopulmonary resuscitation, ECPR)是指在潜在的可逆病因能祛除的前提下，对使用传统心肺复苏(traditional cardiopulmonary resuscitation, CCPR)不能恢复自主心律和反复心脏骤停(cardiac arrest, CA)而不能维持自主心律的患者快速实施静动脉体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)、提供暂时的循环及氧合支持的技术。目前ECPR的应用处于探索研究阶段，主要证据来自回顾性研究、病例报道，缺少高质量前瞻性随机临床对照试验评价其有效性和安全性，但是资料显示可逆病因的CA患者在CCPR无效后及时启动ECPR能够获得生存并拥有良好的神经功能预后。国内CCPR的普及率低，路人CPR的可能性低，除颤设备配置不足，院外CA患者生存率低，神经功能预后差，ECPR技术在CA中的应用被学者们的广泛关注和研究。

一、ECPR的发展历史

Gibbon等人在1934年发明了“人工肺”。1956年第一个膜式氧合器应用于临床并开创了心脏外科。1966年Kennedy在CCPR时间延长的CA患者中使用ECMO恢复心脏血流，标志着ECPR的开端。此后成功应用于儿童甚至新生儿CA的救治。根据体外生命支持组织(extracorporeal life support organization, ESLO)2019年1月的报告信息，新生儿、儿童和成人CA患者使用ECPR的生存率分别为41%，42%，29%，而使用CCPR的院外和院内CA患者生存率分别为8%~10%和15%~17%。但是截至目前，所有的结论都是基于回顾性研究，观察性研究和病例报道，缺少高质量前瞻性多中心RCT证据的支持，因此，ECPR并未被指南推荐在CA患者中常规使用。2010年AHA 《心肺复苏机心血管急救指南》中指出ECPR缺少充足的证据支持在CA救治中常规使用，在无血流持续时间短暂，且导致心脏停搏原因可以纠正的情况下可以使用，2015年该指南指出在病因可逆的特定的CA患者可以考虑使用ECPR，2019年该指南更新提出仍然缺少证据支持ECPR在CA患者中常规使用，但是在选定的患者中，如果CCPR失败而现场有能快速实施和维持ECPR的条件下，可以考虑使用ECPR^[1~3]。

国内ECPR的历史由心脏外科抢救CA的经验中逐步推广并开始使用。2001年李斌飞在临床上开展ECMO用于抢救濒死的急性呼吸衰竭和心力衰竭患者，2003年ELSO开始有中国ECMO的数据，2003年“非典”在全国大爆发时大批进展为ARDS患者因为ECMO技术和费用得不到有效治疗而失去生命。台大的柯文哲教授多次来北京上海等多家医院传授ECMO的经验和知识。2013年国内开始有ECPR在心脏术中CA患者中应用的文献报道。2018年国内成人ECPR专家共识发表。

二、ECPR的病理生理过程、适用人群和应用时机

ECPR工作的原理是将患者静脉血引流至体外，经氧合后再回输到患者的动脉或者静脉脉，替代或者部分替代心脏、肺脏功能。为缺血缺氧的组织器官提供相对充足的血供和氧气，减轻酸中毒和脏器损伤，促进代谢产物的清除^[4]。ECPR能够提高冠脉血流，心肌灌注增加，心肌缺氧改善后可以降低不可除颤心律的发生，提高除颤成功率，改善复苏后心功能不全的发生，减少CA再次发生；ECPR能够提高脑动脉血流灌注，及时恢复脑氧代谢，减轻脑水肿，保护血脑屏障功能，促进大脑功能恢复^[5]。但是，ECPR只是提供心肺功能支持，不能治疗导致心脏骤停的具体病因，因此对不同原因导致的CA患者，ECPR只是为病因治疗提供了更多的机会。

ECPR适宜人群的临床研究目前无一致的标准，越来越多的人群能从ECPR中获益。比较认同的适应证包括：①心源性、肺栓塞、低体温、药物中毒、急性呼吸窘综合征、外伤等导致的病因可逆的CA；②CCPR 20min未ROSC或者血流动力学不稳定以及反复CA的患者；③CA患者作为器官移植供体或者在短时间内接受心脏移植者^[6]。既往认为高龄患者通常基础疾病多，心、脑等脏器对缺血、缺氧的耐受性低，ECPR使用后并发症多，因此年龄在65岁以下为宜，可放宽至75岁^[7]。近年来有报道称高龄不再是ECPR的绝对禁忌，无论年龄大小，当ECPR可能对难治性CA获益并且低流量血流灌注即将造成更严重后果时，ECPR可能是唯一的救治方案^[8]。严重脓毒症CA患者整体预后差，但是也有ECPR成功的报道^[9]。

关于ECPR的应用时机，目前没有一致的结论。Joshua等认为20min内恢复自主循环的OHCA患者有90%改良Rankin评分0~3分^[10]。Hanneya等建议10min未恢复自主循环的CA患者启动ECMO，他们发现15min以内启动ECPR的出院存活率高达70%，15~30min启动ECPR的出院存活率为48%，31~45min启动ECPR的出院存活率只有27.3%^[11]。Lamhaut等发现20min启动ECPR较30min启动ECPR的OHCA患者低血流时间缩短，肾上腺素用量减少，生存提高(29% vs 8%)^[12]。Reynolds等认为CCPR 9~21min后启动ECPR的OHCA患者神经功能预后最好^[13]。目前我国多数学者推荐经过20min高质量CCPR未ROSC的患者应尽早启动ECPR^[14]。过去认为ECPR启动时间最迟不超过60min，后来有报道CCPR 60~90min启动ECPR的患者存活并且神经功能预后良好，对于低温CA的患者，CCPR 95min仍然存活并有良好神经功能预后的报道，表明长时间高质量的CCPR而未ROSC的患者，条件允许依然可以尝试启动ECPR^[15]。

三、ECPR和其他复苏措施的联合应用

ECPR仅提供循环氧合支持，复苏过程中需要积极进行CA病因的筛查和针对性治疗。急性心肌梗死患者需尽早进行经皮冠脉介入治疗，昏迷的患者需要进行目标性体温管理改善神经功能预后。Dion等进行的前瞻性单中心研究(CHEER)认为，ECPR与其他复苏措施(机械按压、亚低温治疗、PCI)联合应用可能是成功治疗难治性CA的一条途径^[16]。心肺复苏过程中循环支持装置的有效性尚无临床证据支持，但是面对CCPR无效的患者，循环支持设备的联合应用可能是争取患者病因救治的唯一选择。

(一) ECPR和机械按压心肺复苏

大多数CA发生于院外，处于CPR状态的病人转运过程中存在一些问题，首先是医务人员在高速移动的救护车中施救自身存在安全隐患，其次，移动中CPR质量可能下降，还有施救者疲累更换按压人员过程中可能导致更长时间的按压中断。Tobias等认为机械按压装置可能是解决这些问题的有效策略，并且为ECPR的实施缩短低血流时间^[17]。在导管室，Kaleab等抢救一例AMI导致的CA患者时使用机械按压装置autopulse进行105min的循环支持，多项动物实验和临床研究证实机械按压装置能提高胸外按压质量^{[18, 19]}。但是高质量的RCT表明，机械胸外按压与人工按压相比，对出院生存率、出院30d生存率、出院1年生存率及良好神经功能预后无明显优势^[20~22]。2015年指南指出，人工按压是CA的标准治疗，在人工按压困难和危险情况下，移动的救护车中及ECPR准备期间等可以考虑使用机械按压^[2]。

(二) ECPR和主动脉内球囊反搏

急性心肌梗死(acute myocardial infarction, AMI)患者心源性休克和心脏骤停是其死亡的主要原因^[23]。主动脉内球囊反搏(intraaortic balloon pump, IABP)、Impella和ECMO是目前临床上常用的循环支持方法。IABP能改善血流动力学指标，但是AMI合并心源性休克患者使用IABP不能改善长期预后^{[24, 25]}。2019年《急性ST段抬高型心肌梗死诊断和治疗指南》对IABP的推荐等级也有下降^[26]。ECMO可提供心肺支持，改善全身组织灌注，增加AMI合并心源性休克患者的生存率。ECMO在再灌注治疗前使用能改善患者30d和远期预后^[27]，2019年《AMI合并CS管理指南更新》推荐ECMO用于短时期循环支持。ECMO使用的一个严重缺点是左室后负荷增加，和IABP联合应用可以改善左心室后负荷。目前关于联合应用IABP和ECMO能否改善心源性休克患者生存还存在争议。一些研究认为ECMO和IABP联合应用是一种有效的循环支持方式，并且可以降低左心负荷增加导致的肺水肿^[28]。Aso等发现IABP联合ECMO与单独使用ECMO相比，能改善心源性休克患者28d死亡率、住院死亡率、和成功撤除ECMO^[29]。胡盛寿团队一项回顾性研究认为IABP联合ECMO是心外科术后心源性休克患者生存出院的独立预测因素^[30]。但是Cheng等认为IABP联合ECMO不能改善心源性休克患者的生存率^[31]。Lin等发现ECMO支持的心源性休克患者，联合IABP不能改善14d死亡率预后^[32]。究竟联合应用IABP和ECMO能否改善心源性休克患者的结局需要高质量RCT提供证据支持。

(三) ECPR和经皮冠脉介入治疗

经皮冠脉介入治疗(Percutaneous coronary intervention, PCI)能有效改善患者心肌血流灌注，重建冠状动脉血管，是减少心血管事件的有效方法。ECPR能在患者丧失呼吸循环功能时提供充足的脏器血流灌注和氧合，维持血流动力学稳定，同时能降低右心室、肺动脉压力，降低心肌氧耗，防止复苏后再次发生CA，为PCI创造条件。Brink等在高危PCI患者中使用ECMO能降低死亡率和并发症^[33]。王红军等荟萃分析显示，PCI是接受ECPR的CA患者生存预后良好的独立预测因素之一^[34]。Yannopoulos等在转运至导管室的OHCA患者中使用ECMO支持下PCI可能改善患者生存^[35]。Daniel等进行的回顾性观察研究认为OHCA患者ECPR与CCPR相比，能改善远期神经功能预后^[36]。目前，关于ECPR在OHCA患者应用的有效性确切证据的高质量RCT正在进行。

(四) ECPR和目标温度管理

目标温度管理(targeted temperature management, TTM)是目前被临床证实能够改善CA患者远期预后和神经功能恢复的方法。ECPR联合亚低温治疗，体温的控制是通过ECMO设备的控温水箱调节循环血液至目标温度。降温阶段在几分钟内达到目标温度，维持阶段温度稳定，复温阶段可以按要求缓慢升高。低温脑和全身性保护作用的可能机制包括降低脑代谢、保护血脑屏障、减轻脑水肿、降低脑稽留热、改善脑缺血耐受性、减轻氧化应激、抑制免疫反应和炎症、抗凝效应等多方面^[14]。无论是否心源性导致的CA，ROSC后仍然昏迷的患者，建议尽早开始TTM，目标温度控制在32℃~36℃之间一个恒定值，维持至少24h，复温速度控制在每小时0.25℃~0.5℃，复温后要积极预防发热的发生^[37]。Fagnoul等发现ECPR开始时维持体温在32℃~34℃，25%的患者能达到良好神经功能恢复^[38]。Kim等认为有旁观者的长时间难治性IHCA患者，ECPR联合TTM应考虑实施^[39]。

四、ECPR的现状

ECPR相比于CCPR的优势越来越明显，但是指南只是指出特殊条件下可以考虑应用，未给出明确的标准流程供参考。通常在ECPR实施前不能判断它是否有效，但是它能够支持生命直到结束。国外某报道的平均住院费用75 165澳元，国内费用同样昂贵, ECPR的启动需要患者家属的理解并有能力支持^[40]。同时ECPR的实施需要随时待命的专业施救团队的配合才能开展，目前尚未普及。另外，患者的结局是多种因素的共同结果，特别是OHCA，在CCPR技术和设备尚未普及的现状下，患者往往因为无人实施CPR医务人员到达现场后只能尽力挽救患者的生命和神经功能，面对CCPR救治无效的患者，ECPR的实施是否能使更多患者受益需要我们医务人员和全社会的共同努力去探索。